我國(guó)材料領(lǐng)域再迎突破,領(lǐng)先美國(guó)五年!中國(guó)這項(xiàng)科技有多厲害?
作者:科學(xué)知識(shí)點(diǎn) 來(lái)源: 頭條號(hào)
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時(shí)代的創(chuàng)新,離不開(kāi)新材料的誕生,可以說(shuō),新型材料就是一大基礎(chǔ),很多東西的研發(fā),都是在新材料的支持下。不管是民用還是軍用,都是如此,就我們常說(shuō)的就有,超級(jí)鋼、殷瓦鋼、手撕鋼、復(fù)合材料等等,可以說(shuō)沒(méi)有這些材料,很多設(shè)備都無(wú)法得到升級(jí)改進(jìn)。而就有
時(shí)代的創(chuàng)新,離不開(kāi)新材料的誕生,可以說(shuō),新型材料就是一大基礎(chǔ),很多東西的研發(fā),都是在新材料的支持下。不管是民用還是軍用,都是如此,就我們常說(shuō)的就有,超級(jí)鋼、殷瓦鋼、手撕鋼、復(fù)合材料等等,可以說(shuō)沒(méi)有這些材料,很多設(shè)備都無(wú)法得到升級(jí)改進(jìn)。
而就有這樣一種新型化學(xué)材料,它的誕生有10多年了,不過(guò)依舊算是年輕材料,如今成為了我國(guó)領(lǐng)先美國(guó)5年的存在,更是成為了能夠和美國(guó)對(duì)抗科技?jí)艛嗟拿孛芪淦?,這就是石墨烯材料,它讓中國(guó)科技再添明星,最主要的是,利用這種新型武器,很有可能我們能夠做到壟斷市場(chǎng),畢竟我國(guó)的石墨烯技術(shù),已經(jīng)是領(lǐng)先美國(guó)的存在,那么必定是世界領(lǐng)頭。一旦應(yīng)用在軍事武器上,甚至能夠進(jìn)一步趕超美國(guó)武器。那么石墨烯到底是一種怎樣的材料,才能夠如果出彩呢?
石墨烯是一種二維碳材料,這是一種以sp2雜化連接的碳原子緊密堆積成單層二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的新材料,我們就將其稱(chēng)為石墨烯,它的應(yīng)用前景非常廣泛,比如說(shuō)在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)等,而這些得益于石墨烯有著優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性等,如今石墨烯已經(jīng)是一種革命性的材料,非常的重要。就在2018年的時(shí)候,中國(guó)首條全自動(dòng)量產(chǎn)石墨烯有機(jī)太陽(yáng)能光電子期間生產(chǎn)線在山東菏澤啟動(dòng),可事實(shí)上,早于我們之前,就有國(guó)家把石墨烯給整出來(lái)了。當(dāng)然了,石墨烯是原本就存在自然界的,但是想要把他進(jìn)行剝離,拿出單層結(jié)構(gòu),卻不是一件容易的事情。
而當(dāng)石墨烯一層層疊起來(lái)的時(shí)候,那就是石墨了,當(dāng)我們看到一毫米的石墨時(shí),在這里就相當(dāng)于有300萬(wàn)層石墨堆積而成,可見(jiàn)想要提取石墨烯的單層結(jié)構(gòu),有多難了,我們知道石墨是能夠做成鉛筆筆芯的,當(dāng)我們拿著鉛筆在紙上輕輕劃過(guò),那么就有可能會(huì)留下幾層石墨烯,可以說(shuō)是非常神奇的。
而第一個(gè)得到石墨烯單層結(jié)構(gòu)的國(guó)家是英國(guó),那是在2004年,英國(guó)的曼徹斯特大學(xué)的兩位科學(xué)家,使用了一種極為簡(jiǎn)單的辦法,他們?cè)诟叨ㄏ驘峤馐袆冸x出了石墨片,再把薄片的兩面粘在了一種特殊的膠帶上,當(dāng)撕開(kāi)膠帶以后,就能夠把石墨片一分為二,然后在周而復(fù)始,重復(fù)操作,薄片就變得越來(lái)越薄,最終僅剩一層碳原子,這就是石墨烯。而石墨烯的出現(xiàn),可以說(shuō)是震撼了整個(gè)凝聚體物理學(xué)學(xué)術(shù)界,要知道在石墨烯面世以前,大多數(shù)物理學(xué)家就認(rèn)為,熱力學(xué)漲落在不允許任何二維晶體在有限的溫度下存在,可是在石墨烯誕生以后,卻發(fā)現(xiàn)不是這樣的。
同時(shí)他也徹底破解了應(yīng)用局限、對(duì)角度敏感、不易造型的這三大太陽(yáng)能發(fā)電難題,如今石墨烯是已知強(qiáng)度最高的材料之一,并且還具有強(qiáng)大的韌性,能夠很好的進(jìn)行彎曲,同時(shí)還具有非常好的熱傳導(dǎo)性能,是目前為止導(dǎo)熱系數(shù)最高的碳材料。
并且還有很強(qiáng)的電子效應(yīng),在室溫下的載流子遷移率大約為15000cm2/(V·s),這個(gè)數(shù)值赫然是超過(guò)了硅材料的10倍,如今能夠拿到純的無(wú)缺陷的單層石墨烯的制備方法也是有很多,就比如有機(jī)械剝離法、氧化還原法、取向附生法、赫默法等等,由于其的特點(diǎn)實(shí)在是太多了,為此應(yīng)用范圍實(shí)在是廣闊,到現(xiàn)在為止,石墨烯的研究以及應(yīng)用開(kāi)發(fā)正在持續(xù)升溫。如今石墨和石墨烯相關(guān)的材料正在廣泛地應(yīng)用在電池電極材料、半導(dǎo)體器件、傳感器、晶體管等方面,其的潛在發(fā)展前景,那是非常之大的。
至于中國(guó)那是真正的后來(lái)居上,在石墨烯領(lǐng)域,中國(guó)取得了巨大的成就,如今更是比美國(guó)還要好,就說(shuō)中國(guó)科學(xué)家們,為了能夠做到高效且綠色無(wú)污染,那可是做了很大的努力。中國(guó)采用的是獨(dú)特的制取技術(shù),如今完成了少層石墨烯的大規(guī)模制備,不僅簡(jiǎn)單高效,還節(jié)省了很大的成本,在全球都在研究石墨烯的現(xiàn)在,脫穎而出,在飛速的進(jìn)步著,而中國(guó)這樣的速度,讓美國(guó)企業(yè)感受到了極大的恐慌。可同時(shí),也在見(jiàn)證著中國(guó)科技前景的廣闊,在這里為中國(guó)大call。
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